(57)【要約】【課題】バイオ濃縮に利用できる、新規かつ改良された装置、およびこれに関する方法を提供する。【解決方法】本装置２００は、入口２１２と、出口２１４と、相対向して設けられた底部壁２２２と頂部壁２２０とを規定するボディから成る。底部壁２２２と頂部壁２２０とは、入口２１２と出口２１４との間に少なくとも部分的に延びる、拡大空洞部２１６を規定している。加えて本装置は、進行波（ＴＷ）グリッド２４０を備えており、進行波グリッド２４０は、底部壁２２２に沿って配置され、当該グリッド２４０に近接した粒子を捕集壁２５０に輸送するように設けられている。これにより、流れている媒体に分散している試料を捕集し濃縮する。捕集された試料は、一基または複数基の進行波グリッドを使用してセル内で選択的に処理することができる。本装置２００は、特に、バイオ濃縮装置として有用であり、従来の分析装置また検出装置の上流で採用し得る。【選択図】図３
2006181572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れている媒体から粒子を捕集するよう設けられた装置において、
入口と、出口と、少なくとも部分的に出入口間に延びて相対向する底部と頂部とを備え、さらに底部壁の下流域から延びる捕集壁とを備える拡大空洞部を備えるボディと、
底部壁に沿って配置された進行波グリッドであって、このグリッドに近接した粒子を捕集壁に輸送するよう設けられている進行波グリッドと、
を備えることを特徴とする捕集装置。
【請求項２】
入口と、出口と、入口壁と、入口壁の反対側の捕集壁と、入口壁と捕集壁との間に延びる底部壁と、入口と出口の間に延びて底部壁の反対にある頂部壁と、入口壁と捕集壁と底部壁と頂部壁とから規定される拡大空洞部とを備えるセルボディと、
底部壁に配置された一次進行波グリッドと、
捕集壁に沿って延びる二次進行波グリッドと、
を備えるバイオ濃縮装置であって、
セルボディがさらに一次進行波グリッドと二次進行波グリッドのうちの一つに近接した領域に少なくとも一個の試料採取ポートを備え、
分散した生物因子を含有して流れている媒体を、前記捕集装置を操作して、前記ボディに備えられる入口に導入するにあたって、生物因子が前記少なくとも一個の試料採取ポートで採取されることを特徴とするバイオ濃縮装置。
【請求項３】
流れている媒体から生物因子を捕集し濃縮する方法において、
入口と、出口と、少なくとも部分的に出入口間に延びて相対する底部と頂部とを備え、さらに底部壁の下流域から延びる捕集壁を備える拡大空洞部を備えるボディと、底部壁に沿って配置された進行波グリッドであり、このグリッドに近接した粒子を捕集壁に輸送するよう設けられた進行波グリッドと、を備えるフローセルを設けるステップと、
生物因子を含有して流れている媒体を、前記フローセルの入口に導入するステップと、
底部壁に設置された進行波グリッドを作動させることによって、流れている媒体から生物因子を捕集し、捕集された生物因子を到達箇所に輸送するステップと、
を含み、
前記到達箇所で測定された生物因子の濃度が、入口で測定された生物因子の濃度より大きいことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子または試料（sample）を、流れている流体から採取する計器または装置に関し、特に、生物因子（biological agent）の検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エーロゾル(aerosol)形式または水中に分散された生物因子（biological agent）は、普通、極めて低濃度であるので、最も感度の良い検出方法を使用しても検出限界（ＬＯＤ;limit of detection）以下になることが多い。その上、バクテリアが一個でも混入すれば、重大な結果が生じる可能性がある。従って、試料がエーロゾルから、または水から捕集されて得られたものであるとにかかわらず、検出の前に試料をさらに濃縮しなければならない必要性がある。
【０００３】
エーロゾル捕集方法では、普通、高流量（最高１５０ｋＬ/分）で大量の空気を採取し、サイクロン式またはバーチャル式のインパクタ（浮遊物を押込みにより採取する装置）を用いて、問題の対象範囲サイズの粒子を集め、５〜１０ｍＬの容量の湿潤した試料に捕集する。次いで、このヒドロゾル（hydrosol）が生物因子検出用の試験試料として使われる。現在入手可能な通常の検出法を有効利用するには、当該ヒドロゾルをさらに２桁ほど濃縮することが望ましい。例えば、これは、試料の容積中のバイオ粒子全部を、５０〜１００μＬの極めて小さな容積に捕集することによって可能である。
【０００４】
水中の汚染物質は、普通、数段の濾過工程で処理され、生物因子試験に使用される試料が回収される。大きいサイズの植物性物質を最初の前濾過で除去した後、試料は、限外濾過を用いて、さらに２〜３桁濃縮される。このタンジェンシャル・フロー・フィルトレーション（ＴＦＦ；tangential flow filtration）法は極めて面倒なもので、ＴＦＦを順次、多数回の工程で行い、各工程で低分子量（ＭＷ）遮断濾過膜を用い、膜上の被保持物質を再循環させる必要がある。ＴＦＦの制限要因は、システムロスで、それ以上は濃縮が行われ得ない限界点が存在することである。最終的な上清液容積は５０ｍＬで、これが検出者に提供される。このヒドロゾルをさらに最大３桁ほど一層濃縮することが特に望ましい。
【０００５】
フィールド・フロー・フラクショネーション（ＦＦＦ；field flow fractionation）は、流れチャネルの中で異なる電荷／直径比（以下、ｑ／ｄと記す）を有する粒子を分離する技術である。この技術は、印刷から生医学や生化学に至る範囲の多くの分野に適用するのに有用である。分離が達成されるのは、異なるｑ／ｄ比を有する粒子は、流れチャネルを通過するのに異なる時間がかかり、従って、流れチャネルに沿って異なる距離を走行して、始めて捕集壁面（collection wall）に到達するからである。異なるｑ／ｄ値をもって粒子の種類を明快に規定し、分離した帯域（粒子の一群）を得るために、粒子は、普通、チャネルの上部から狭い入口部分を通して注入される。全処理量は、入口の幾何学的形状と流量に依存しており、これはさらにシステムのｑ／ｄ分解能に影響する。
【０００６】
ＦＦＦは、分離方向に直角な流れ場の存在に依存しており、流れ場に注入された粒子の移動を制御して分離が行われる。分離された成分は、保持する時間（retention time）に基づいてシステムから一度に一成分ずつ溶出され、順次、捕集される。分離は、一般には、低粘度の液体や、一般に、緩衝水溶液中で行われる。この液体は、分離チャネルにポンプで送入され、ポアズイユ流れに典型的な放物線状の速度分布を形成する。この処理工程は、注入された粒子の相対速度の制御に依存し、粒子の、側壁からの間隔を調節することによって行われる。より高い電気泳動移動度、またはゼータ電位を有する粒子は、側壁の方により近く集まり、従ってチャネルの中央部近くにある粒子よりも緩やかに移動する。その結果、粒子は、システムを通じゼータ電位とサイズに基づいて異なる速度で移動する。熱、磁気、誘電泳動、遠心分離、沈殿、立体効果、直交流などに基づく異なる分離メカニズムを用いることにより、ＦＦＦ分離技術には多彩な種類が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６１８０９５６号明細書
【特許文献２】米国特許第６１３６１７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＦＦＦ分離技術には更なる改良が要望されている。
【０００９】
そこで、本発明は、上記と他の問題を克服する新規、かつ改良された、バイオ濃縮（bio-enrichment）に利用できる装置、およびこれに関する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態の一つに基づき、流れている媒体から粒子を捕集するよう適応した装置が提供される。本装置は、入口と、出口と、相対向して設けられた底部壁と頂部壁とを規定するボディから成る。底部壁と頂部壁とは、入口と出口との間に少なくとも部分的に延びて、拡大空洞部を規定している。加えて本装置は、進行波グリッドを備えており、進行波グリッドは、底部壁に沿って配置され、当該グリッドに近接した粒子を捕集壁に輸送するように設けられている。
【００１１】
本発明の実施の形態の別の一つに基づき、バイオ濃縮装置が提供さる。本バイオ濃縮装置は、入口と、出口と、入口壁と、入口壁の反対側に位置する捕集壁と、入口壁と捕集壁との間に延びる底部壁と、入口壁と捕集壁との間に延びて底部壁の反対側に位置する頂部壁とを規定するセルボディから成る。入口壁と、捕集壁と、底部壁と、頂部壁とは、拡大空洞部を規定する。本バイオ濃縮装置は、底部壁に配置された第１進行波グリッドをさらに備える。本バイオ濃縮装置は、また、捕集壁に配置された第２進行波グリッドをさらに備える。本セルボディは、第１進行波グリッドと第２進行波グリッドの一つに近接した領域に少なくとも１個の試料採取ポートをさらに備える。同装置を操作し、生物因子を分散して含む媒体の流れをボディに規定された入口に流入させると、生物因子が１個または複数個の試料採取ポートに採取される。
【００１２】
本発明の実施の形態のさらに別の一つに基づき、流れている媒体から生物因子を捕集し、濃縮する方法が提供される。本方法は、（i）入口と、出口と、相対して設けられた底部壁と頂部壁であって入口と出口との間に少なくとも部分的に延びて拡大空洞部を規定する底部壁と頂部壁とを備えるボディであって、拡大空洞部が底部壁の下流領域から延びる捕集壁を備えるボディと（ii）底部壁に沿って設けられた進行波グリッドであって当該グリッドに近接した粒子を最終到達位置に輸送するように適応している進行波グリッドとを備えるハイブリッドフローセルを設けるステップを有し、さらに本方法は、また、生物因子を含む媒体流れを前記フローセルの入口に導入するステップと、さらに、底部壁に設けられた進行波グリッドを作動させることによって、媒体流れから生物因子を捕集し、捕集された生物因子を最終到達位置に輸送するステップとを含む。最終到達位置で測定される生物因子の濃度は、入口で測定の生物因子の濃度よりも大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態は、バイオ濃縮のシステム、装置、セル、および方法に関し、試料混合物の初期分離を電荷／直径（本明細書では略称ｑ／ｄ）で行い、その後に濃縮工程を行うことが可能である。実施の形態は、捕集を目的とする場合のバックエンドとして、あるいは検出を目的とする場合のフロントエンドとしての機能を果たし得る。特に、実施の形態では、図１に示されるシステム１００が試料濃縮用に提供される。システム１００は被保持物をさらに二桁〜三桁、すなわち１００倍〜１０００倍に濃縮する。システム１００は、検出すべき試料を含有する流れが、その内部を移動する流れ導管１１０を備える。この流れから試料が採取され、その試料部分が前濾過（pre-filtration）ユニット１２０に導かれ、ここで比較的大きな粒子、汚染物、または他の望ましくない物質が除去される。濾過された試料は、次いで、限外濾過（ultra-filtration）ユニット１３０に導かれ、ここでさらなる濾過動作が行われる。限外濾過ユニット１３０から得られる被保持物は、本実施形態のバイオ濃縮セル１４０に導かれる。次いで、バイオ濃縮セル１４０からのアウトプットは、検出装置１５０に入力される。この試料採取の構成によって得られる容積縮小と、これに基づく濃縮の度合いの例を挙げると、以下の通りである。ユニット１２０からユニット１３０に５０Ｌの容積が流れる場合、ユニット１３０からセル１４０に行く被保持物は約５０ｍＬであり、セル１４０からの検出装置１５０に行く上清液容積は、約５０μＬ〜１００μＬである。
【００１４】
前術のように、本実施形態は、また、エーロゾル試料を濃縮するシステムを提供する。この方法は、また、図１に示すように、試料源からエーロゾル採取装置１６０に試料が送られる。エーロゾル採取装置１６０のアウトプットは、次いで、バイオ濃縮セル１４０に導かれ、そのアウトプットは、次いで、前術のように検出装置１５０に導かれる。この試料抽出構成によって得られる容積縮小と、これに基づく濃縮の度合いの例は以下の通りである。エーロゾル採取装置１６０から出ていくヒドロゾルが５ｍＬ〜１０ｍＬの容積の場合、バイオ濃縮セルのアウトプットは約５０μＬ〜１００μＬである。
【００１５】
本実施形態のバイオ濃縮装置は、フィールド・フロー・フラクショネーション（ＦＦＦ）を用いて、生物因子を、ｑ／ｄの関数として、平面配列の進行波（traveling wave）の櫛型（inter-digitated）電極グリッドがパターン化して形成された下部表面上に、堆積させる。配列された電極は、電圧パルスの進行波（ＴＷ）を用いて４相（またはｎ相、ｎ＞２）で駆動され、堆積された生物因子をグリッドの端又は端部領域に移動させる。別の直交ＴＷアレイは、この端部から試料用の穴に落し込む。目的とする濃縮は、極めて少量の流体内に同じｑ／ｄ範囲の粒子を捕集することによって達成される。この技術は、正味の電荷またはゼータ電位を有する物質すべてに有効である。検出のフロントエンドとして用いると、分離機能としては選択性が向上し、一方、濃縮機能としては感度が向上する。濃縮された試料は、免疫学的検定に供するためマイクロピペットで取り出すことができる。コンパクトにし、自動運転も可能なようにするには、このバイオ濃縮セルをマイクロ流体チャネルに直接に接続すれば、対象分析物を、選択的に計量し、分類し、油圧および電気浸透流（ＥＯＦ）ポンプで輸送し、分析と物質の同定を行い得る。
【００１６】
ここで、「進行波グリッド」という術語は、進行波（複数を含む）を形成するために電圧波形が印加される複数の電極及び基板と、電気信号（または電位）をグリッド全体に分散するための一基または複数基のバス、電路、電気接触パッドを集合的に称する。この術語は、また、グリッドを作動させるための多相電気信号を発生する一基または複数基の電源をも集合的に称する。進行波グリッドはどんな形のものでも差し支えない。例えば、フラットな平面形状でもよく、非平面形状でもよい。非平面形状の場合は、例えば、シリンダの外壁に沿って延びる弓状の領域を有する形でもよい。非平面のグリッドは、管の内部の領域内に規定された円環状グリッド形状であってもよい。
【００１７】
本実施形態のバイオ濃縮セルは、フィールド・フロー・フラクショネーション（ＦＦＦ）と進行波（ＴＷ）メカニズムとを用いる。本実施形態のバイオ濃縮セルの態様を、図２〜図４に示す。バイオ濃縮セルは、薄い構造の入口及び出口のチャネルと、凹構造の拡大空洞部を備える。この空洞部の屋根は、連続するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の面で構成されており、一方、底部にはＴＷ電極が配列されている。ＤＣバイアスを維持し、流体の流れの方向に直角な電界Ｅを形成させる。均一な分離を行うには、空洞部に純粋な層流を形成することが必要である。ＦＦＦでは、バイオ粒子は、自己が保有するｑ／ｄまたはゼータ電位のため下方に屈折して流れる（質量分析計で起こる作用と同様）。これは、ｑ／ｄが、より高い値の粒子が、最初に、つまり、空洞部の前縁に最も近くに堆積する。入口では９０度またはそれ以下の角度の屈曲を生じさせ、流れを拡散し、完全に近い層流フィールドを拡大空洞部領域に生じさせる。拡大空洞部領域では、角度のある流れの衝突は望ましくない。空洞部に流れが拡大すると、流れが遅くなるので、屈曲に要するバイアス電圧要求値が下がり、従って必要なＴＷ寸法も短くなる。バイオ粒子が印加電界に応答する時間を長くすることも可能になる。凹構造の空洞は、また、バイオ粒子を、特に、フローセル（flow cell ）の底の直角状の隅部に形成される渦領域または循環領域に捕捉する作用があるので、バイオ粒子はここにしっかりと捕集される。次いで、ＴＷ電圧を用い、堆積したバイオ粒子を、所望のように移動させる。本実施形態の一つでは、ＴＷにより、バイオ粒子は捕集壁に移動される。捕集壁では、図５に示すように、直交ＴＷグリッドにより、さらにバイオ粒子は一方の隅に再び導かれ、従って、さらにバイオ粒子は濃縮される。
【００１８】
特に、図２〜図４には、本実施形態のバイオ濃縮セル２００を示す。セル２００は、入口２１２と、出口２１４と、これらの間に幅広く延びる内部中空領域２１６とを規定するボディ２１０を備える。内部流空領域２１６の入口２１２側には、角のある領域または屈曲を有しており、、理想的には、屈曲２１３のように、９０°に曲がっている屈曲を備えることが好ましい。セルボディ２１０は、また、試料排出ポート２１５を備える。内部中空領域２１６、すなわち、拡大空洞部は、上部壁２２０と下部壁２２２との間で規定される。上部壁２２０に設置され、内部中空領域２１６に面しているのは、平面電極２３０で、前記のように、ＩＴＯの薄膜層から形成し得る。複数の密間隔のＴＷ電極は、一次グリッド２４０を形成し、下部壁２２２に設置される。セル２００は、また、セル内の流れに対して一般に直角に延び、ＴＷグリッド２４０の下流側に沿って設置される捕集壁２５０を備える。捕集壁２５０は、複数の密間隔のＴＷ電極２５２の形である。捕集壁２５０から見て領域２１６の反対側に規定されるのは、入口壁２１７である。
【００１９】
さらに図２〜図４を参照すると、採取すべき試料を含有する流れストリームは、矢印Ａで示されるように、入口２１２からセル２００に入る。流れストリームは、セルの内部中空領域２１６、すなわち、拡大空洞部に入る。流れストリームが拡大領域２１６に入ると、入口２１２の近くまたは内部の屈曲２１３の作用によって層流形成が促進される。流れストリームが拡大領域２１６に入ると、ストリーム速度は減少する。同時並行的に、ＴＷグリッド２４０は、屈曲作用を行うバイアス電圧または電界を印加して、流れストリーム中の試料の流れを誘引したり、または屈曲したりする。例示の流れラインａ１，ａ２，ａ３は、異なるｑ／ｄ比を有する３個の粒子の流れラインを示す。相対的に高いｑ／ｄ比を有する粒子が、より顕著な屈曲を示し、従って、より早くグリッド２４０に向かって曲がって行く。対照的に、低いｑ／ｄ比を有する粒子は、捕集壁２５０に近接した箇所でグリッド２４０向けて曲がって行く。ＴＷグリッドは、捕集された粒子または試料を矢印Ｃの方向に輸送するように操作される。捕集された試料は、捕集壁２５０に沿って試料排出ポート２１５の方向に輸送される。排出される流れは、出口２１４を通り、矢印Ｂで示されるようにセル２００から外に流れる。
【００２０】
本実施形態のセル２００の構成は、幾つかの重要な利点を提供する。前述のセルを通過する流れを有する特徴により、ＴＷグリッド２４０と試料との衝突は、直角または垂直とを問わず回避される。セル２００内部では、一般に層流状態が達成され、ＴＷグリッド２４０上の面内速度は無視できる。入口２１２に関して、拡大領域２１６の凹構造の特徴の作用により、試料の速度が減少し、試料の捕集が促進される。さらに、セル２００は、流れＡが発生するような大量の流れの中の部分的容積を、順次細かく処理することが可能である。
【００２１】
拡大領域に分散されたバイオ粒子は、表面、例えば、捕集壁に順次押し込まれ、端部に落とし込まれ、試料の採取のため、最終的に極めて小さい容積に濃縮される。粒子がこれらの操作を受けるときの濃縮率の推定値は、初期容積とバイオ粒子ほとんどすべてが捕集されている最終容積との比である。典型的な初期容積は５０〜１００ｍＬであるので、最終容積が５〜５０μＬならば、濃縮率は１００Ｘ〜１０００Ｘ（Ｘ＝倍率）が理論上可能である。容積次元のリニア変化の限界は、電気力学ドリフトに対向して作用する逆拡散である。簡単な推定式は、Ｅ（ｗ／２）＝ｋＴ／ｑであり、Ｅ、ｗ、ｋ、Ｔ、ｑは、それぞれ電界、最終試料容積の幅、ボルツマン（Boltzmann）定数、温度、および粒子電荷を示す。ローカル電界Ｅを１桁大きくすれば、帯域は、最高１０Ｘまで圧縮可能である。時間ｔの間の拡散長さＲは、Ｒ２＝（ｋＴ／ｐｈｒ）ｔで与えられ、ｈは粘度、ｒは粒子半径である。１〜１０μｍ範囲のバイオ粒子に対しては、拡散距離は数μｍ／秒にすぎない。より小さなタンパク質サイズの粒子は、拡散を受けやすいので、拡散を抑えるために連続的ＴＷ操作とＴＷピッチの最適選択が必要である。別法としては、小さいバイオ粒子は、拡散を減らすために、より高粘度の媒体、例えば、ゲル中に濃縮することができる。
【００２２】
他の実施の形態のバイオ濃縮セル３００では、ＴＷグリッドにより、バイオ粒子は、捕集壁に移動させられ、捕集壁では図５に示される別の直交ＴＷグリッドにより、バイオ粒子はさらに方向が変えられてコーナーの一つに送られ、従って濃縮される。操作は順次的に行われ、帯域に分離した後、各帯域は今度は並行している端部に移動し得る。端部では、粒子は濃縮されて試料穴に入って検出に供されたり、進行波の方向を逆にすることによってパージされたりする。従って、関心ある特定の帯域（または、関心あるｑ／ｄの範囲）だけが、検出ゾーンに移動させられる。他の関心のない帯域は所望に応じてパージされる。
【００２３】
具体的には、セル３００は、セルボディ３１０を備える。ボディ内には拡大領域が、入口壁３１７と、ＴＷグリッド３５２の形である捕集壁３５０と、下部壁３２２に沿って延びるＴＷグリッド３４０との間に規定される。前述の実施形態と同様に、ボディ３１０は、適切な入口と出口を有する上部壁（図示せず）を備える。流入する流れストリームＤが、拡大領域に入ると、ストリーム中の粒子はグリッド３４０の方向に引き付けられ、ここに捕集される。グリッド３４０は、粒子を第２のＴＷグリッド３５０の方向に輸送するように操作される。第２のＴＷグリッド３５０は、グリッド３４０に対して直交する方向に配置され、拡大空洞内のうち、さらに下流位置に配置されるのが好ましい。粒子が、二次グリッド３５０上で、またはその近くで捕集されると、グリッド３５０に沿う所望の位置、例えば、位置Ｅに粒子を輸送するようにグリッドは操作される。位置Ｅでは、補集された粒子を輸送して以降の検出または分析に供し得る。セル２００に関して前に記載したように、セル３００では、比較的高いｑ／ｄ比を有する粒子が、壁３１７により近いグリッド３４０上に堆積する。
【００２４】
実施の形態の他の態様のバイオ濃縮セル４００が図６に示される。バイオ濃縮セル４００では、分離された粒子帯域（粒子の一群）は側壁に対して平行方向に濃縮可能である。ＴＷグリッドの配置方向は、図５に図示の前記の実施形態のものとは直角で、分離効果は殆ど存在しない。電極間ピッチ４０ｍｍが、典型的なセル高さ１．５ｍｍよりはるかに小さいからである。異なる粒子帯域が濃縮される側壁の箇所にもう一組の別のＴＷグリッドを追加することによって、個々の帯域をコーナーの一つに順次動かすことができる。このコーナーでは、粒子は濃縮されて試料穴に入って検出に供されたり、進行波の方向を逆にすることによってパージされたりする。
【００２５】
具体的には、セル４００は、セルボディ４１０を備える。ボディ内には拡大領域が、入口壁４１７と、捕集壁４５０と、下部壁４２２に沿って延びるＴＷグリッド４４０との間に規定される。前述の実施形態と同様に、ボディ４１０は、適切な入口と出口を有する上部壁（図示せず）を備える。流入する流れストリームＥが、拡大領域に入ると、ストリーム中の粒子はグリッド４４０の方向に引き付けられ、ここに捕集される。グリッドの電極は、図５のセル３００の構成とは対照的にストリームＥの流れ方向に平行に延びる。セル４００のグリッド４４０の上に粒子が捕集または堆積すると、グリッド４４０は、グリッド４４０の上、またはグリッド４４０に関連する所望の位置の方向へ粒子帯域(粒子の一群)を輸送するように操作される。特に、離散的な捕集箇所または排出ポートを、グリッド４４０の側面に沿って備え得る。複数の試料採取ポートをセルボディの一つまたは複数の側壁に備え得る。グリッド４４０に捕集された粒子帯域は、一つまたは複数の所望の位置に輸送し得る。一方、粒子は、様々に分離されたポピュレーション（粒子の一群）のままに維持される。例えば、入口壁４１７の最も近くで捕集された粒子帯域は、相対的に高いｑ／ｄ比を有する粒子を示すものであるが、グリッド４４０を適切に操作することによって、位置Ｆに輸送できる。逆に、相対的に低いｑ／ｄ比を有する粒子帯域は、位置Ｉに輸送し、これを捕集できる。高いｑ／ｄ比と低いｑ／ｄ比を有するこれらの粒子ポピュレーションの間の中間のｑ／ｄ比を有する粒子の同様帯域は、位置Ｇと位置Ｈに捕集できる。
【００２６】
理解されるように、捕集壁に沿って延びるＴＷグリッドは、一般に、セルボディの底部壁に設置されるＴＷグリッドに対して直角となるように配置される。しかし、実施の形態には、前記ＴＷグリッドが直角には配置されない他の構成も含まれる。さらに、実施の形態には、片方または双方のグリッドに対して、特に、底部壁に沿って設けられるＴＷグリッドとして、ポイント型電極ＴＷグリッドを用いることが含まれる。ポイント型電極グリッドを用いると、グリッドに沿った実質的にすべての方向またはパスに進行波を通過させるのが容易になる。
【００２７】
実施の形態のバイオ濃縮装置は、生物因子の光学式検出に対して優れたフロントエンド処理を提供する。試料濃縮装置としての機能を拡張し、本明細書に記載の濃縮能力を組み込むと、生物因子の無試薬式（例えば、特殊結合、タグ、標識付、染色またはステン各方式）識別を可能とする重要なステップが提供される。実施の形態のバイオ濃縮セルを用いると、ｑ／ｄに基づく粒子帯域への試料分離は選択性が向上し、さらに、試料穴への粒子帯域濃縮は感度が向上する。試料穴をマイクロ流体チャネルとインタフェースさせると、ハイブリッド捕集式検出方法によって試料分析物のシーケンス的検出がさらに可能となる。図７は、一連のシーケンス的検出方法を接続する単一マイクロ流体チャネルを用いる実施の形態の一つのセルを示す。この方法に含まれる個々の機能としては、クールターカウンタ(Coulter counter)またはＭＩＥ散乱、幾つかの励起波長（例えば、２８０ｎｍと３５０ｎｍ）の固有のＵＶ蛍光源から得られるスペクトル、ＵＶ、可視光、および遠赤外吸収、ラマン分光の各分析法が挙げられる。
【００２８】
具体的には、図７と図８は、流れストリームＫを受容する入口５１２と、出口５１４と、内部中空拡大領域５１６とを有するセルボディ５１０から成る別の実施の形態のバイオ濃縮セル５００を示す。内部中空拡大領域５１６は、一般に、上部壁５２０と、下部壁５２２と、入口壁５１７と、これと反対側に設けられた捕集壁５５０との間に延びる。一次ＴＷグリッド５４０は下部壁５２２上に設けられ、二次ＴＷグリッド５５２は捕集壁５５０に沿って延びる。試料排出ポートＪは、グリッドに対して横位置に備えられる。図示のように、セルの操作に当たって、粒子または試料は、グリッド５４０上に捕集され、二次グリッド５５２に向かって矢印Ｍの方向に輸送される。出口流れストリームＬは出口５１４を通過して行く。排出ポートＪに近接して設置されているのは、検出装置５６０である。検出装置５６０は、捕集されてポートＪに輸送された粒子または試料を検出、または分析するように適応されている。広範囲の検出装置５６０を用いることができるけれども、一般に、使用検出装置は、パージ管５６２を備え、１基または複数基の検出装置アレイ５６４、５６５、５６６、および５６７を備える。検出装置アレイとしては、適切ならばどのような技術を用いても差し支えないが、通常は、ラマン、ＩＲ吸収、ＵＶ蛍光、ＭＩＥ散乱、コールターカウンタおよび／またはこれらの技術の組合せを用いることが想定されている。ある種の適用では、検出ユニット５６０を構成するマルチ検出装置アレイを備える蛇管状構成のマイクロ流体チャネルを用いるのが好まれることが多い。
【００２９】
図７と図８に示される実施形態のバイオ濃縮セルを操作することにより、試料または粒子の特別に分離された帯域を捕集し、その帯域を粒子捕集ポートに輸送することによって、捕集された試料または粒子帯域を大幅に濃縮し、次いで、捕集された帯域について１回または複数回の分析操作を行うことができる。図７では、グリッド５４０に堆積したＮと記された粒子帯域が、二次ＴＷグリッド５５０に輸送される。理解されるように、帯域Ｎは、例えば、狭い範囲のｑ／ｄ比を有する粒子を示すもと考えられる。まず、帯域Ｎを構成していた粒子が、グリッド５５０に輸送されて、捕集ポートＪに輸送され、捕集ポートＪからマルチ検出装置アレイ５６０に導入される。
【００３０】
最大１Ｌの試料容量を取り扱うように設計された４．５ｍＬ容量のハイブリッドフローセルは、垂直スタック構造を用いて製作されている。低濃度、かつ低流速領域であるため、ナビエ・ストークス(Navier-Stokes)方程式は、ポアズイユ流で定められる速度分布を有する流体システムに対しては、より取り扱い易い粘性ストークスモデルに簡略化し得る。流体力と電気力双方の場に置かれた、バイオ粒子の軌跡は、このモデルで予測される。遅い速度を維持するには、重力で十分であると考えられるので、ポンプは不要である。図９は、層流のストリームを示し、図１０は、そのようなフローセルの出入口と、チャネルの中間位置のポアズイユ速度分布を示す。
【００３１】
以下に示す表１は、１Ｌ試料容積と４．５ｍＬ処理能力とを仮定した多種多様のパラメータを示す。パラメータは、試料容積と処理時間に対しては初期仕様値に基づいて最適化し得るのは明白である。相互依存パラメータ、例えば、電圧、生物因子の範囲、ｑ／ｄまたはゼータ電位、セル寸法などは、所望の仕様を満たすように選択される。全処理時間は、フロー分離時間（ｔＦＦＦ）と濃縮時間（ｔＴＷ）との合計であり、それぞれ次式で与えられる。
（数１）
ｔＦＦＦ  ＝  ｈ２／μＶＦＦＦ
（数２）
ｔＴＷ  ＝  Ｌｓ／αμＶＴＷ
式中、ｍは、電気泳動移動度（electrophoretic mobility）、ｈはＦＦＦセル高さ、ＬはＦＦＦセル長さ、ｓはＴＷトレース間の間隔、ＶＦＦＦは分離電圧、ＶＴＷはＴＷ電圧、α（〜０．２５）は、ＴＷトレース面の上の間隔厚さ内の有効電界接線を示す係数である。
【００３２】
【表１】
2006181572.tif 000003
【００３３】
３層集積ＴＷモジュールを設計・製作し、水道水中に「バチルス＝チューレンギエンシス菌」（Bacillus thurengiensis）を移動させることによって、概念の実証テストを行った。電気流体力学的粒子モデルにより、装置の性能をシミュレーションし、予測した。
【００３４】
多くの実施の形態のバイオ濃縮装置は、試料混合物の初期分離を（電荷／直径、すなわちｑ／ｄに基づいて）を行い、引き続いて濃縮操作を行うのに使用できる。これらの多くの装置は捕集方法に対するバックエンド装置または検出法のフロントエンド装置としての役割を果たすことができる。これらの装置は、現在、限外濾過で処理されている試料濃縮のニッチ技術を満たすものであるが、加えて被保持物をさらに１００Ｘ〜１０００Ｘ濃縮することによって技術の拡大を図るものである。
【００３５】
多くの実施の形態のバイオ濃縮セルは、流体力学的力と電気的力との組合せで生物因子（または、帯電粒子）を連続流の流体から小さな容積に分離して、濃縮するのに用いられている。ある種の実施の形態では、ＴＷグリッドを用いてバイオ粒子を捕集壁に移動させ、図２、図３、図５、図７に示されるようにさらに別の直交ＴＷグリッドを用いてバイオ粒子をコーナーの一つにさらに再導入させることによってバイオ粒子の濃縮が行われる。これらの操作は順次、連続的に行えるので、帯域に分離した後、各帯域は、今度は捕集壁に移動させられ、粒子は濃縮されて試料穴に入り検出に供されたり、進行波の方向を逆にすることによってパージされたりされる。従って、関心ある特定の帯域（または、関心あるｑ／ｄの範囲）だけが、検出ゾーンに移動させられる。他の関心のない帯域は所望に応じてパージされる。前述のように、実施の形態のセルは、マイクロ流体インタフェース（micro-fludic interface）を統合することによって行われる検出システムのフロントエンドとしてのバイオ濃縮装置として使用され、図５に示されるように制御された方法で試料を輸送することができる。
【００３６】
実施の形態のバイオ濃縮セルは、極めて多くの便益、機能、および利点を備える。セルは、ステップ的分離・濃縮操作を採用しているので、試料調製におけるフレキシビリティが向上する。実施の形態のバイオ濃縮セルは、１段または複数段の捕集ステップを統合可能なので、選択性を１００Ｘ〜１０００Ｘ向上させられる。実施の形態のバイオ濃縮セルは、検出ステップを統合可能なので、感度が向上し、１００Ｘ〜１０００Ｘに感度が向上した試料が調製される。実施の形態のバイオ濃縮セルは、機械的可動部がなく、低電圧・低電力操作であり、携帯性に優れ、規定された試料容積と処理時間に関して容易に最適化できるという特徴がある。実施の形態の装置またはセルは、バイオ濃縮に用いられるコンパクト、低電力、ポータブル装置という形で使用し得る。実施の形態の装置またはセルは、ｑ／ｄ範囲に基づく帯域への初期分離による選択性の向上に加えて以前に分離された帯域の次の濃縮による感度向上をも提供する。本装置またはセルは、検出システムのフロントエンドとして統合し、感度を１００Ｘ〜１０００Ｘ向上可能である。本装置またはセルは、捕集システムのバックエンドとして統合し、選択性を１００Ｘ〜１０００Ｘ向上可能である。本装置またはセルは、流れなしで操作して空洞サイズに等しい試料容積に濃縮する（分離なしで）ことが可能である。本装置またはセルは、様々な範囲の試料容積に対応する大きさに製作可能で、さらに生物因子すべてを下部捕集板に堆積する再循環操作に拡張可能である。連続ＴＷ操作は、試料穴の捕集壁に圧縮力を加え、濃縮物の逆拡散を防止し、粒子帯域の拡大を防止する。
【００３７】
多岐にわたる実施の形態は、ＦＦＦ／ＴＷセルの設計のフレキシビリティを向上する新しい構成とレイアウトを提供するものであり、生物因子帯域の平行輸送を行わせ、その後に検出と識別を行い得るようにするものである。この点において、実施の形態は、従来のＦＦＦ使用法をさらに以下のように修正するものである。すなわち、（i）分離された帯域を側壁に堆積可能とする。（ii）流体／ドリフト速度の比を小さくするため拡大チャンバを導入し、大容量試料の処理を可能とする。（iii）入口の下部の狭い箇所に電極を設けてフィールド調整を行い、同じ様なｑ／ｄを有する物質の狭い帯域を高分解能で分離・堆積可能とするに加えて、拡大分離チャンバ内にフィン構造の使用を可能とする。静電気の屈曲力により、粒子は、大部分の拡大流とともに下部領域から上部領域の方へと押し出される。設置されるフィン板の後縁は、また、放物線状流れが完全に形成されるとともに後縁の拡大流が最小限に抑えられるように設計される。以下の実施の形態の装置は上記（iii）の機能を例示するものである。
【００３８】
実施の形態は、フローセルの幾何学的形状に幾つかの部分的修正を加えることによって、ＦＦＦシステムの特有の別の分離・濃縮戦略を提供する。既存技術のＦＦＦのように試料を溶出する代わりに、本発明の試料は、チャネル内の側壁近くに堆積され、その後さらに処理される。達成しようとする目的は、ｑ／ｄに基づいて粒子を分離し、これらをチャネル壁の長さに沿って分布する狭い帯域に堆積することである。質量分析法に類似なように、より高いｑ／ｄ比を有する粒子が、より短い飛行時間を有し、より早く、すなわち、より近くの入口に堆積する。より狭い帯域が得られれば、より容易にΔｑ／ｄを識別することが可能であり、従って、検出または粒子同定の分解能が向上する。導電性基板の上に堆積した粒子は、表面強化ラマン散乱（ＳＥＲＳ; surface enhanced Raman scattering）などの検出方法の使用に供することができる。流体速度が最小である壁の近くの粒子は、また、他の技術でさらに輸送し得る。さらなる新規なものは、拡大チャンバを新しく備えることであり、これにより、大量の試料が処理され、対流／電気泳動流の比が小さくなり、従って、また、低電圧の使用も可能となる。典型的なＦＦＦ幾何学的形状は直線的チャネルである。この拡張チャンバを設けることによって、入口の箇所で流れストリームの拡大が生じ、濃度分散が増大する。フィン構造を導入することにより、静電成分と流れ成分とにフィールド調整を行い、この初期粒子分散を減少するものである。
【００３９】
直線的チャネルでは、流れ場と電界とは、互いに直角が常であり、または一般にそうなるので、粒子には電気泳動とドリフト速度とが直角に生じる。電気浸透の流れでは、これらの両速度は一定であるので、個々の粒子は、側壁に衝突するまで直線的に移動する。より複雑な流れ、例えば、圧力で駆動される流れでは、粒子軌道は、より複雑である。分離を達成するためには、チャネル内のある高さΔｙで放出された異なる電荷／直径の比、ｑ／ｄの粒子は、水平方向距離Δｘで側壁に接触する必要がある。流体の流れが常に電界と直角で、チャネルの断面が変化しないシステムでは、分離能（すなわち、異なるｑ／ｄを有する２種の物質を分離する能力）は、印加された電界と流量に依存せず、粒子がチャネルに入る相対高さ、ｙ０／Ｈにのみ依存する。しかし、解析計算によれば、粒子がチャネルの頂部壁の近くに放出される場合、圧力で駆動される流れでは、分離能力は、プラグ流れより優れる可能性が示されている。
【００４０】
実施の形態のセルを用いてシミュレーションを行った。入口は高さ１００μｍで、ＦＦＦセルは、高さ１ｍｍ、長さ２〜４ｍｍであった。印加されたバイアス電圧は１Ｖであり、それは、ｑ／ｄ  ＜  １ｐＣ／ｃｍを有する粒子がチャネル長さ内でセル底部に到着するのが確実なものであった。入口流れ速度１ｍｍ／秒では、流れは層流で、流線は直ちにフローセル中に拡大した。ＦＦＦセルの入口底部コーナーでは小さな渦流が形成され、入口の流体速度が増大するとともに渦サイズも増大した。流線に沿って動く微視的粒子は、この拡大に追従し、電界に曝された後、チャネル床に少し広い帯域を形成して堆積した。この様子は、セル入口から下向きに延びてハイライトされている円錐形で図１１に示されている。
【００４１】
直線的チャネルのＦＦＦで得られた結果から、狭い帯域を達成するにはどうすべきかが分かる。粒子をセルの頂部壁近くに注入すれば、非常に狭い帯域が達成され得るということである。図１１に示されるフローセルでは、確かに粒子は、最初、頂部壁に近いけれども、この有利さは、関心あるミクロンサイズの粒子が流線に追従してしまうので、失われてしまう。理想的なシナリオは、放物線状の流れ分布がフローセルに確立された後まで、かつ粒子をフラクショネーションフィールドに曝す前までは、粒子が頂部壁近くに留まっているケースである。
【００４２】
図１２〜図１５は、流れを修正するのにフィン構造を使用するのを特徴とする別の実施の形態のセルを示す。ＦＦＦセルに設置される薄いフィン板は流れが拡大する点から少し離れた短い距離の箇所に置かれる。流入する液体は、図１６と図１７に示されるように、セルの下の部分にさらに拡大しながら、フィン板の後縁では、ほとんど完全な放物線状流速分布がセル内に確立される。フィン板は、より堅固なアセンブリが可能ならば、チャンバの側壁に支持することができる。フィン板は、また、図１８〜図２０に示されるように、有限の数のＳＵ−８サポートポストで、「スポイラ(spoiler)」のように、頂部蓋に取り付けることもできる。
【００４３】
具体的には、図１２〜図１４は、実施の形態の他の一つのバイオ濃縮セル６００を示す。バイオ濃縮セル６００は、入口６１２と、出口６１４と、上部壁６２０と、下部壁６２２とを備えるセルボディ６１０から成っている。拡大領域６１６は、これらの間に規定されている。平面電極６３０が上部壁６２０の下側に沿って配置されている。一次ＴＷグリッド（図示せず）は、下部壁６２２の上表面に沿って配置し得る。別の実施の形態のセルの説明から理解されるように、流入する流れＯ中に分散された試料または粒子は、下部壁６２２上に堆積し、一般に入口壁６１７の反対側にある捕集壁６５０に輸送される。粒子は矢印Ｑの方向に輸送される。排出する流れは、矢印Ｐで示されるようにセルを出る。セル６００は、フィン部材６７０の使用を特徴とするもので、放物線状の流れ分布がフローセル６００に確立された後まで、かつ試料または粒子を拡大領域６１６に生じるフラクショネーションフィールド（分離場）に曝す前までは、フィン部材６７０の促進作用により、流れストリームは、十分な距離または十分な時間だけ上部壁６２０と平行な方向に進む。
【００４４】
流入する粒子または試料をフィン板の上に保持するため、小さな力をかけ、フィン板の下の部分に連なる流線から、粒子または試料を離すようにすることができる。これを達成する方法の一つは、ＦＦＦセルの入口壁と頂部壁との間に小さなバイアスフィールド（図１５のＶ１）を印加することである。この例では、頂部壁は接地されており、入口壁のバイアス電圧Ｖ１は、正電位のｑ／ｄ値の粒子を分離するのが望まれる場合には正電圧とし、一方、底部壁は負の電圧Ｖ３を有する。見出されたことによると、フィン板を接地した場合に、最高の性能が得られる。これは、フィン板を接地した場合、フィン板と頂部壁の間の容積に印加された電界に変化がないので（図１６と図１７を参照）、粒子が邪魔されることなく流体に追従することができるという事実に起因するようである。図１６は、接地されたフィン板の周りの電位を示す。そして、図１７は、絶縁されたフィン板の周りの電位を示す。
【００４５】
ただし、より高いバイアス電圧を使用すると、粒子は頂部壁の方へ押しやられるので、粒子が頂部壁に付着するのを防止するため、優れた付着防止制御法が必要である。一方、バイアス電圧が低すぎる場合は、粒子が部分的、あるいは全面的にフィン板の下に移動し、底部壁に広いピークを作って堆積してしまう難点がある。
【００４６】
図１８〜図２０は、実施の形態のさらなる他の一つのバイオ濃縮セル７００を示す。セル７００は、入口７１２と、出口７１４と、上部壁７２０と、下部壁７２２とを備えるセルボディ７１０から成る。拡大領域７１６は、これらの間に規定される。平面電極７３０が上部壁７２０の上側に沿って配置される。一次ＴＷグリッド（図示せず）は、下部壁７２２の上表面に沿って配置し得る。別の実施の形態のセルの前記説明から理解されるように、流入する流れＲ中に分散された試料または粒子は、下部壁７２２上に堆積し、一般に入口壁７１７の反対側にある捕集壁７５０に輸送される。輸送は矢印Ｔの方向に行われる。排出する流れは流れＳのようにセルを出る。セル７００は、フィン部材７７０の使用を特徴とするもので、放物線状の流速分布がセル７００に確立される後まで、かつ試料または粒子を拡大領域７１６に生じるフラクショネーションフィールド（分離場）に曝す前までは、フィン部材７７０の促進作用により、流れストリームは、十分な距離または十分な時間だけ上部壁７２０と平行な方向に延びる。フィン部材７７０は、一以上の柱状部材７２４により上部壁７２０に固定される。
【００４７】
最大入口速度１ｍｍ／秒で、粒子ｑ／ｄ範囲約１．６ｐＣ／ｃｍの場合は、図２１と図２２から分かるように、バイアス電圧Ｖ１＝０．５Ｖが最適である。粒子は、フィン板を通過する後までは、頂部壁の近くに留まる。一旦粒子がバイアス電界の到達範囲に入ると、粒子は底部壁の方向に移動し、明確、かつ狭い帯域のピークで、底部壁に堆積する（図２２を参照）。
【００４８】
これら改善を加えたＦＦＦ幾何学的形状を用いることで、拡大チャネルを用いる閉鎖システムにおいて、狭いｑ／ｄ帯域でチャネル中からの分離と堆積を行うことができる。拡大チャンバを用いると、処理量を犠牲にすることなく、より短いチャネル長さ内で、より大きい容積を処理する能力を獲得し得る。フィン構造は、分散流の拡大を最小限に抑える。分離されたｑ／ｄ帯域は、フィン構造を使用することによって狭いものとなり、より高い分離能が得られる。堆積した粒子は、ＳＥＲＳ検出に直ちに供することが可能な形になっている。別法としては、堆積した粒子を流体流が遅い領域に移動し、他の力を用いてさらに試料操作を行うことも可能である。フィン構造は少なくとも２つの目的を達成する。すなわち、（１）フィン構造は、分散流の拡大を最小限に抑える。そして、（２）図１５のＶ１のようなバイアス電界と組み合わせて、フィン構造は、粒子を最も拡大している流れ領域から上部流領域に逸らし、次いでこれらの粒子をＦＦＦのために十分に発達した流れの断面形状を有する流れと再合流させる。
【００４９】
フィンの形は、製作を容易にするためさらに最適化することが可能である。例えば、既存の流線は、好適なフィン幾何学的形状の可能性のある断面積を近似する形状となっている。従って、後縁の近くで所望の十分に発達した放物線状断面形状を有する流れを顕著には変えない、大きな断面形状を考慮することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態のバイオ濃縮システムに係わる概略図である。
【図２】実施の形態のフィールドフローフラクショネーションと進行波アセンブリとを備えるハイブリッド・バイオ濃縮セルの概略平面図である。
【図３】図２のライン３−３に沿って切断されたセルの概略側立面図である。
【図４】図２のライン４−４に沿って切断されたセルの概略端面図である。
【図５】実施の形態の別の一つのバイオ濃縮セル中の流れを示す概略斜視図である。
【図６】実施の形態のさらに別の一つのバイオ濃縮セル中の流れを示す概略斜視図である。
【図７】実施の形態の別の一つのバイオ濃縮セルの概略図である。
【図８】図７のライン３−３に沿って切断された概要側面図で、セルを通過する流れを示す図である。
【図９】図７と図８のセルを通過する層流を示す図である。
【図１０】典型的な実施の形態のセルにおけるフィールドフローフラクショネーションに係わる流速分布を示すグラフである。
【図１１】模擬された実施の形態のセルを通過する典型的な流れのラインを示す側面図である。
【図１２】実施の形態の別の一つのセルの概略側断面図で、同セルを通過する流れを示す図である。
【図１３】図１２に示されるフローセルの概略上平面図である。
【図１４】図１２と図１３に示されるフローセルの端面図である。
【図１５】実施の形態の別の一つのフローセルの概略側面図で、バイアスフィールドの使用を示す図である。
【図１６】実施の形態のさらに別の一つのフローセルを通過する流れのラインを示す側面図である。
【図１７】実施の形態の別の一つのフローセルを通過する流れのラインを示す側面図である。
【図１８】図２０に示される実施の形態の別の一つのフローセルの概略側立面図で、セルを通過する流れを示す図である。
【図１９】図２０に示されるフローセルの端面図である。
【図２０】図１８と図１９に示される実施の形態のフローセルの上平面図である。
【図２１】実施の形態の別の一つのフローセルを通過する流れのラインを示す側面図である。
【図２２】図２１に示されるセル中の流れのセル底部濃度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１００  システム、１１０  流れ導管、１２０  前濾過ユニット、１３０  限外濾過ユニット、１４０  バイオ濃縮セル、１５０  検出装置ユニット、１６０  エーロゾル採取装置、２００，３００，４００，５００，６００，７００  バイオ濃縮セル、２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０  セルボディ、２１２，５１２，６１２，７１２  入口、２１３  ベンド部、２１４，５１４，６１４，７１４  出口、２１５  試料排出ポート、２１６，５１６，６１６，７１６  内部中空領域、２１７，３１７，４１７，５１７，６１７，７１７  入口壁、２２０，５２０，６２０，７２０  上部壁、２２２，３２２，４２２，５２２，６２２，７２２  下部壁、２３０，６３０，７３０  平面電極、２４０，３４０，４４０，５４０  ＴＷグリッド、２５０，３５０、４５０，５５０，６５０，７５０  捕集壁、２５２、３５２，５５２  直交ＴＷグリッド、５６０  検出装置、５６２  パージ管、５６４，５６５，５６６，５６７  検出装置アレイ、６７０，７７０  フィン板。
【図１】
2006181572.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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